厌氧—缺氧/好氧新工艺

供稿|李韶英/LI Shao-ying

厌氧—缺氧/好氧新工艺

New Process of Anaerobic-Anoxic/ Aerobic

供稿|李韶英/LI Shao-ying

内 容 导 读

焦化废水是焦化厂在焦炭炼制、煤气净化及化工产品回收过程中产生的，其水质复杂，组分种类繁多且污染物浓度高，除含有氨、氰化物、硫化物等无机污染物外，还含有酚类化合物、脂肪族化合物、杂环化合物和多环芳香烃等有机物。一般COD质量浓度高达2000～4000 mg/L，NH3-N则在300 mg/L左右。焦化厂每天排出大量的废水，不仅有毒有害，而且难降解，对环境危害极大。

焦化厂原废水处理工艺

在邯钢焦化厂5#、6#焦炉投产前，焦化厂使用的普通生物处理多为二级活性污泥法，基本上由除油池、调节池、浮选池、曝气池、污泥沉淀池、混凝沉淀池等组成。由于氨氮浓度太高，故在进入生化处理前，废水先混合送蒸氨装置脱去大部分氨氮污染物。普通生化处理设施能将焦化废水中的酚氰有效地去除，但由于该技术的局限性，其处理出口排 水 的 COD、BOD5、NH3-N等污染物指标均难于达标，特别是NH3-N污染物几乎没有降解作用。生化处理设施出口排水中NH3-N在200 mg/L左右、CODcr在300 mg/L左右，这与污水综合排放标准中所要求的CODcr＜150 mg/L、NH3-N＜15 mg/L相去甚远。

A—A/O法

近几年来，焦化厂污水处理的工艺发展越来越先进，不再仅限于好氧生物处理，同时随着生物学、生物化学等学科的发展和工程实践经验的积累，已开发出新的厌氧处理工艺。近年，研究人员打破了好氧处理和厌氧处理决然分立的传统观念，开发了好氧技术和厌氧技术联合运用的方法，在处理高浓度有机废水方面取得了良好的效果，大大推进了生物处理技术的研究和应用。邯钢焦化厂在20世纪90年代初新建5#、6#焦炉时，针对原有工艺存在的缺点，采用厌氧-缺氧-好氧联合技术处理废水，即A—A/O法，工艺流程如图1所示。

基本生化原理

浮选池出水流至生化处理原水池，由泵提升至厌氧池，池中设有经过培养驯化的厌氧生物膜的填料，在此进行酸化处理，改变废水的有机物组成，提高废水的可生化处理性。出水进入缺氧池，同时由二沉池分离的好氧池出水流至回流池，再由泵加压至缺氧池，在此池中进行脱氮处理。缺氧池中也设有培养驯化的厌氧生物膜，为了提高其污泥浓度，池底设有污泥搅拌装置。利用悬浮污泥层与厌氧菌充分接触进行反硝化反应，达到脱氮目的。厌氧池中的废水为缺氧反应提供C源，同时COD得到一定程度的降解。缺氧池废水进入好氧池，在好氧菌的作用下发生硝化反应，废水中NH4+-N和COD得到了氧化。同时在此池中加入Na2CO3为氧化NH4+-N提供碱和无机碳源。好氧池出水进入二沉池，二沉池出水大部分回流至缺氧池再进行反硝化处理。

结束语

厌氧—缺氧/好氧（A—A/O）生物处理工艺对焦化废水具有明显的处理效果。系统处理出水所有指标均达到排放要求，达到了治理焦化废水的目的。

采用厌氧预处理，可以改变废水的理化性能，提高废水可生化性，为反硝化提供易利用C源，提高系统对COD、TN的去除能力。

[1] 方建章. 生化法处理含酚废水. 环境污染与防治，1999，8（4）： 10-12

[2] 张波，高廷耀. 生物脱氮脱磷工艺厌氧/缺氧环境导致效应. 中国给水排水，1997（3）：13

[3] 顾夏声. 水处理工程. 北京：清华大学出版社, 1985

文章针对现有焦化废水NH3-N和COD严重超标问题，焦化厂在原废水处理工艺基础上进行了改造，采用厌氧—缺氧/好氧工艺（简称A—A/O工艺），利用厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物的有机配合来改变废水中有机物的组成和可生化性处理，大大提高了氨氮和COD的去除率。

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A—A/O法特点

与普通生化技术相比，A—A/O生物脱氮处理技术最大的特点是引进了厌氧预处理，利用厌氧酸化改变焦化废水中有机物的组成和可生化处理性，以提高整个系统的处理能力和效率，达到同时控制多种污染物的目的。处理后出水达到排放的要求（CODcr＜150 mg/L，NH3-N＜15 mg/L）。

硝化与反硝化反应

硝化反应是废水进入好氧池后在好氧菌群作用下进行的反应。硝化反应是系统运行控制的关键。硝化效果不好会造成出水NH3-N超标，而且因为硝化不彻底导致出水COD升高。

硝化菌的驯化是硝化反应稳定进行的前提，硝化菌有强烈的好氧性，适宜于中性或碱性环境，不能在强酸性条件下生长，为了使硝化菌适应高浓度焦化废水环境，所以硝化菌生长环境pH值控制在8.5左右，DO在2～5 mg/L为宜。

反硝化反应是反硝化细菌在厌氧条件下利用有机物进行的还原硝酸根释放出分子态氮的反应。在反硝化段pH控制在7～7.5,DO＜0.5 mg/L为宜。另外，为了取得总氮去除效果，必须使反硝化反应进行彻底。反硝化反应彻底与否与原水中的C/N比例有重要关系。理论上C/N达到3左右即可满足反硝化对碳源的要求，实际生产中的C/N 在5～7左右，因而关键在于如何有效利用碳源来提高反硝化率。焦化废水中有机物生物降解性能差，碳源不宜被利用；加入厌氧预处理，可以改变有机物结构和性质，提高碳源质量，这样可使反硝化菌充分发挥其活性，从而达到较好的总氮去除效果。

厌氧预处理作用

厌氧预处理是本工艺的主要特点，起着对大分子有机物进行酸化和部分降解的作用，使原难于被好氧微生物所分解的有机物较易降解，从而被缺氧段反硝化细菌所利用。同时，减轻了好氧段的负担，提高了系统去除有机物的能力。A/O系统由于缺氧段的补充，使系统对COD的去除能力有了很大提高，但出水COD仍难满足排放要求。A—A/O系统中，萘类物质在厌氧段有很高的去除率，因此全系统不但COD去除效果好，而且对芳香族和杂环化合物也取得很好的去除效果。

图1 A—A/O工艺流程

除氨脱氮效果

NH3-N的去除效果与硝化反应密切相关。完成硝化反应的亚硝酸和硝酸细菌为专性化能自养菌，对有机物十分敏感，有机物浓度超过一定数量即可对硝化菌生长产生抑制作用。焦化废水中存在大量的杂环和多环化合物，对硝化反应的抑制作用更为明显。除了有机物，高浓度的NH3-N也会对硝化反应产生抑制，在厌氧段不仅去除了大部分COD减轻了其对硝化细菌的抑制作用，而且也取得了高达95%的除氨效果。

李韶英（1971—），女，汉族，河北邯郸人，现就职于邯郸钢铁有限公司西区设备部，环境工程工程师，学士学位，主要从事于冶金系统的废水、粉尘的处理工作。联系地址：056015河北邯郸邯郸钢铁有限公司西区设备部, E-mail： lishaoying2030@163.com。